评估基于Fe-C的 constructed wetlands（人工湿地）在城市尾水处理及温室气体减排方面的效率

《Wetlands》：Evaluating the Efficiency of Fe-C-Based Constructed Wetlands for Municipal Tailwater Treatment and Greenhouse Gas Emissions

人工湿地通过调控生物炭与黄铁矿体积比（50% Pyrite-30% Biochar）提升市政尾水总氮去除效率至57.4%，但未降低全球变暖潜势。研究结合微生物酶活性与基质离子变化揭示Fe-C复合体系对深度脱氮的机制。

　　

摘要

人工湿地（CW）是一种低碳、可持续的生态处理技术，广泛用于污水处理厂尾水的深度处理。然而，由于尾水中可利用碳源的缺乏，传统的人工湿地在处理过程中常常面临总氮（TN）去除效率低的问题，并伴有温室气体（N?O、CO?和CH?）的排放。本研究比较了在不同生物炭与黄铁矿体积比条件下，典型氮污染物NH??-N、NO??-N和TN的去除效果（进水组成：C/N ≈ 0.5，TN = 14.14 ± 0.07 mg/L，NO??-N = 8.68 ± 0.88 mg/L，NH??-N = 5.45 ± 0.93 mg/L），以及人工湿地中的温室气体排放量。通过研究人工湿地系统中微生物的关键酶活性和底物内的离子变化，初步分析了不同Fe-C底物比对尾水深度反硝化过程的影响机制。结果表明，在50%黄铁矿和30%生物炭的人工湿地（P5B3）中，氮的去除效率最高，NO??-N的去除率从42.7 ± 0.2%提高到59.7 ± 0.8%，TN的去除率从48.5 ± 0.5%提高到57.4 ± 1.1%，相比对照组有显著提升。尽管如此，基于Fe-C的人工湿地并未降低全球变暖潜能值（GWP）。研究表明，基于Fe-C的人工湿地可以在不增加GWP的情况下提高市政尾水的氮去除效率，这有助于进一步推动该技术的推广和应用。